摘要：随着我国城市化建设的快速发展，电网规模不断扩大，变电站做为电网建设的重要组成部分，其数量逐渐增多，变压器油作为变电站运行中非常重要的基础材料，采用合理的化验技术，提高变压器油化验水平有着重要意义。下面文章主要以此基础对变压器油化验技术进行分析。
关键词：变压器；油化验；化验技术；技术分析
引言
电力变压器作为电能传输和分配的核心和枢纽设备,其绝缘状态的好坏直接影响到电网的安全与稳定运行。变压器是油纸组合绝缘系统,在长期不间断的运行中,易受电、热、水分和机械振动等多种应力的作用,引起绝缘材料的受潮和老化,进而导致油纸绝缘微观结构及极化、损耗特性发生改变。
1变压器油发展现状
变压器油是天然石油中经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油,是石油中的润滑油馏份经精制处理得到的纯净稳定、黏度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的混合物。它属于润滑剂和有关产品分类标准GB/T7631.15绝缘液体,主要应用于电气设备。另外,随着电力设备安全运行要求的提高,对变压器油产品的性能也提出了更高的要求。我国已于2012年6月实施新修订的GB2536—2011《变压器油》,国际电工委员会(IEC)于2012年2月实施新修订的IEC60296:2012《电工用液体变压器和开关设备用的未使用过的矿物绝缘油》。这些最新标准的实施,对变压器油质量提出了新的要求,特别是国标GB2536—2011中的酸值、氧化安定性指标的加严和国际IEC60296:2012中的潜在腐蚀性硫、腐蚀性硫指标的提出等。从石油的化学组成或烃类构成上分析,标准中新增技术指标的控制(如,潜在腐蚀性硫为无腐蚀性、金属钝化剂为检测不出或协议规定)和加严指标的控制(如,酸值、氧化安定性、硫含量)也就是提高变压器油基础油的质量,不允许通过外加其他添加剂而实现。润滑油基础油工艺技术不断改进,特别是20世纪90年代后加氢工艺技术的应用,提高了基础油抗氧、抗腐等性能。在一些文献或资料上,还强调或规定环烷基基础油技术是变压器油的最佳选择,甚至出现加氢技术不适用生产变压器油的表述。采用变压器油化验技术能够有效提高变压器油的质量安全，符合现代化电力事业发展需求。
2变压器油化验技术分析的影响
变压器绝缘油是石油的一种分馏产物,它的主要成分是烷烃,环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物,是一种绝缘性能良好的液体矿物油。变压器绝缘油的作用有绝缘,灭弧和散热功能,按照油品的凝固点温度划分有DB-10\\DB-25\\DB-45三种型号。变压器内部故障时除通过绕组的电流和电压测量回路进行监控以外,都是通过内在绝缘油的温度和其他状况完成监测。通常在变压器器身上装有油面温度计2支及其控制仪表,仪表内装有四组可调控制开关,当油温超过设计温度后,控制仪表发出电信号,分别作用于变压器冷却系统控制及信号报警,然后通过启动冷却风机、降低负荷或跳闸等方式使变压器解除危险状态。在器身和油枕之间的连通管上还装有瓦斯继电器,利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时,使气体继电器的接点动作,接通指定的控制回路,并及时发出信号告警(轻瓦斯)或启动保护元件自动切除变压器(重瓦斯)。随着科技的发展在500kV及以上变压器器身上还增加了色谱在线分析装置,实现对绝缘油中溶解的故障气体实时持续在线分析,避免了在实验室分析取样周期长,脱气误差大及耗时多等问题。
3变压器油化验技术分析
3.1频域介电谱法
频域介电谱(FDS)与水分含量的映射关系能有效评估油纸绝缘状态,为了直接利用频域介电特征量评估绝缘老化和受潮的方法,提出在特征频域段内采用介损积分值作为绝缘状态评估的特征参量,并实验研究了不同绝缘老化和受潮程度对频域介电谱和频域介损积分谱影响及其变化规律。通过测量油纸绝缘系统的介电响应特性的变化,可以评估油纸绝缘系统的老化状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆介质响应法作为一种油纸绝缘老化诊断的无损电气测量方法,具有测试方便,可现场测量等优点。根据施加电压源的不同可分为时域介质响应测量方法和频域介质响应测量方法,其中时域介质响应测量方法主要有回复电压法、极化去极化电流法,频域介质响应法主要有频域介电谱法。频域介电谱法能通过测量油纸绝缘的介质损耗因数、复电容和复介电常数等特征量在低压交变电场下随频率变化的规律来评估其绝缘状态。研究表明,频域介电特征量不同频率段包含着绝缘油、纸的不同信息,通过分析曲线各段的变化规律,建立曲线各段与油纸绝缘系统状态的关系,可用于诊断变压器的油纸绝缘状态。频域介损积分值包含了某一频率段内介损累积值,与频域介电谱相比,包含了更多的油纸绝缘老化状态信息,且其曲线具有饱和特性,该饱和值更适合作为诊断特征量,能更好地反映油纸绝缘系统的老化状态。
3.2光声光谱检测技术
光声光谱检测原理PAS(Photo Acoustic Spectroscopy),在密闭光声池中装入待测气体,并将一束单色光源投射到这种气体表面,让光能充分地吸收进去,转变为热能,最后完成退激。热能释放,能够让气体出现周期性加热,促使介质出现周期性压力波动。该种压力波动,利用微音拾音器或是压电陶瓷传声器也能够直接地检测出来。经放大后,可以获取光声信号。不同气体均有各自的红外光谱(吸收光谱),结合该种特性,我们可以选择单色光波长来完成照射,测定出波长长度上不同的光声信号图谱,计算出待测气体实际的分子浓度。
3.3油色谱分析技术
在变压器中的绝缘公众设计过程中,设计人员主要依据变压器油和绝缘材料进行,但变压器油和绝缘材料的融合,会在变压器实际运行过程中,对电流进行绝缘,为变压器相关不仅的稳定运行提供保障。变压器油指的是由石油原油中分离出来的优质,其主要包括石油构成的各种化学元素。在变压器实际运行过程中,其内部会产生一系列电流转化等化学反应,在很大程度上改变变压器油的化学性质。同时,在变压器实际运行过程中,变压器油和相关绝缘材料会在变压工作的影响下,产生一系列变化,改变原有的物质,这时变压器油会受热而出现化学反应,原有的化学构成元素会在外界作用的影响下,出现一系列变化,进而被分解成很多气体。在变压器油化学性质的变化中,会产生很多气体,这些其他在变压器油溶解与油质进行融合的情况下,变压器油的色谱会出现一系列变化,使得其中的颜色存在一系列差异,尤其在变压器出现故障的过程中,油质颜色会发生很大的改变。在变压器内部出现故障时,变压器油质、绝缘材料化学反应相对比较剧烈,会产生大量的气体,其主要原有是变压器油色谱会出现一定差异的变化。而变压器可以根据油质色谱的差异,对变压器故障的种类进行判断,由于变压器和机械故障之间的联系十分紧密,相关技术人员可以应用变压器色谱分析变压器的故障种类。
3.4介电特性试验
作为弱极性电介质,变压器油分子正负电荷中心没有重合。由于分子的不规则热运动和本身具有的偶极矩,因此宏观上偶极矩等于零。当施加外电场时,在电流作用下,变压器油分子会沿着外电场的方向运动,因此出现了宏观上的偶极矩,电介质表面就会出现束缚电荷,产生电介质极化,这种差异一般通过介电频谱表现出来,直观表现为变压器油介电常数实部,而介电常数的虚部表示绝缘材料的电导损耗以及松弛极化引起的能量损耗。
结语
综上所述，综上所述,在现代化科学技术的发展下,变压器油的化验技术应用也越来越得到重视。为了保证变压器设备的稳定运行，合理采用变压器油化验技术，可以得到可靠性较高的数据,在检修过程中有一定的参考意义。
参考文献
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[3]张晓静.变压器油化验技术的分析及影响[J].科技创新与应用,2017(33):45+47.
论文作者:张程美
论文发表刊物:《中国电业》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/29
标签：变压器论文; 油纸论文; 技术论文; 气体论文; 状态论文; 色谱论文; 绝缘材料论文; 《中国电业》2019年第11期论文;